EP3995318A1 - Datenträger für ein sicherheits- oder wertdokument mit magnetischem sicherheitsmerkmal - Google Patents

Datenträger für ein sicherheits- oder wertdokument mit magnetischem sicherheitsmerkmal Download PDF

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EP3995318A1
EP3995318A1 EP21206277.2A EP21206277A EP3995318A1 EP 3995318 A1 EP3995318 A1 EP 3995318A1 EP 21206277 A EP21206277 A EP 21206277A EP 3995318 A1 EP3995318 A1 EP 3995318A1
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EP
European Patent Office
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magnetic
layer
data carrier
magnetic layer
data
Prior art date
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Pending
Application number
EP21206277.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Gümmer
Alexander IPHÖFER
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Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/04—Testing magnetic properties of the materials thereof, e.g. by detection of magnetic imprint

Definitions

  • the present invention relates to a data carrier for a security document or document of value, which consists of several layers and has a magnetic security feature, a method for its production and a method for checking the authenticity of such a data carrier.
  • EP 2 205 436 B1 discloses a process for producing a composite body for a security or valuable document with a first and a second polymer layer made of polycarbonate based on bisphenol A, and the coating of intermediate layers with a preparation containing solvents and a polycarbonate, laying on a second layer and laminating the layer package.
  • Data carriers are equipped with security features to protect against manipulation. These can be traditional and proven security features, such as guilloches - increasingly also high-tech solutions, such as optically variable and machine-readable elements.
  • security features are integrated into products at different levels and layers so that they can complement each other and increase security.
  • the chips are often destroyed or made unreadable by the counterfeiters, so that the authenticity of the photograph or other data on the Data medium cannot be detected via the electronic component.
  • security features are particularly secure if they are duplicated or multiplied by other, preferably complex, manufacturing processes, since the counterfeiters then have to invest a great deal of effort in creating the forgery with the duplicated security feature.
  • the production of counterfeits is made particularly difficult if the additional security feature can only be produced with great effort.
  • the DE 10 318 103 A1 relates to security documents having a security feature formed by a magneto-optical storage area of a ferromagnetic material (such as terbium-iron-cobalt at about 270°C) heated above the Curie temperature by a laser.
  • a ferromagnetic material such as terbium-iron-cobalt at about 270°C
  • the invention is therefore based on the object of specifying data carriers for security or valuable documents with security features that are secured against manipulation and are also suitable for duplicating security features, to provide a method for producing such data carriers and to specify a method for checking the authenticity of such data carriers.
  • the data carrier according to the invention has a plurality of layers connected to one another to form a composite body, at least one layer being a magnetic layer and the magnetic layer having three-dimensional, topologically protected magnetic structures.
  • Skyrmions are highly precise about 100 nm small three-dimensional structures, namely light-matter interactions with magnetic structures that are shape-invariant and can be used for magnetic imaging.
  • Skyrmions behave like particles or quasi-particles of finite mass and occur in thin magnetic layers.
  • the skyrmions can be generated by means of soft X-rays, in particular without an external magnetic field and/or at room temperature, in particular at 21.degree.
  • Skyrmions can be generated in magnetically thin layers using soft X-rays. Due to the high spatial resolution of soft X-rays, the short wavelength of a few nanometers and X-ray magnetic circular dichroism, soft X-rays are used for magnetic imaging. Single skyrmions with a size of 100 nm could be generated with soft X-rays without an external magnetic field and at room temperature ( Yoa Guang et. al. in "Nature Communications" (2020) 11:949 ).
  • skyrmions By moving the X-ray beam over the magnetically thin layer, skyrmions can be written into the magnetic layer and geometric patterns can thus be generated, cf. Max Planck Institute for Intelligent Systems " A stroke of luck in the research field of magnetism", April 21, 2020, https://is.mpg.de/de/news/serendipity-in-the-research-field-of-magnetism .
  • the geometric patterns can be both macroscopic patterns and microscopic patterns.
  • Macroscopic patterns can be made visible using simple means such as detection foils.
  • Microscopic patterns can only be made visible with special, complex detection devices such as X-ray microscopes.
  • the invention thus opens up both the possibility of simple detection of a macroscopic magnetic image and complex detection of a microscopic magnetic image, in particular in the micrometer or nanometer range.
  • the magnetic structures or skyrmions can form an independent security feature that is independent of the other security features.
  • a preferred embodiment provides for other security features of the security document to be duplicated in the magnetic layer in the form of the magnetic structures.
  • one security feature can be compared with the security feature duplicated in the magnetic structure, and a forgery can thus be detected, if necessary.
  • the data carrier has a photograph and/or a hologram and the photograph is additionally protected by the magnetic image/pattern from the magnetic structures.
  • the data carrier also has a hologram that duplicates the light image, so that the light image, hologram and magnetic image can be compared with one another and the light image is duplicated twice, so to speak.
  • the magnetic image/pattern can be placed in the same or a different substrate layer than the light image and/or hologram be.
  • a magnetic image of the light image and/or the hologram can be applied to the data carrier as a further image.
  • the magnetic layer is topologically protected, it preferably has at least one cover layer.
  • the top layer can be made of plastic such as polycarbonate, but also of a paint.
  • the top layer or layers overlying the magnetic layer must be non-magnetic. Its layer thickness must be so small that it is possible to detect the magnetic pattern/image in the magnetic layer on the visible side of the data carrier through the cover layer with the respective detection means.
  • the thickness of the top layer above the magnetic layer is preferably between 0.05 mm and 0.2 mm, and more preferably between 0.08 mm and 0.12 mm.
  • the area of the cover layer above the magnetic layer can be transparent, translucent or also opaque.
  • the thickness of the magnetic layer should be smaller than the layer thickness of the top layer so that the shape of the magnetic layer is not visible to the outside.
  • the magnetic layer is a magnetic thin layer.
  • the layer thickness of the magnetic layer should be between 0.02 mm and 0.20 mm.
  • the area of the magnetic layer can vary depending on the purpose (microscopic or macroscopic magnetic image/pattern).
  • the area of the magnetic layer can, for example, encompass the entire card area.
  • the magnetic layer is completely covered by the surrounding layers, the top layer and the layer located below the magnetic layer.
  • At least some of the layers of the data carrier should be made of plastic, such as polycarbonate, so that the layers of the data carrier can be laminated to form a composite under pressure and an increase in temperature.
  • the macroscopic magnetic image can be easily analyzed with a magnetic detection device such as a flux detection foil.
  • a flux detection foil is a special foil with enclosed iron or nickel particles that makes the magnetic flux visible.
  • Such flux detection foils can be used for the detection of field line images with larger magnetized areas.
  • the magnetic image of facial contours can be reproduced on the flux detection film by means of various magnetic "heaps" arranged in a punctiform manner.
  • Flux detection foils are easy to handle and flexible, so that they can be placed on the data carrier, for example. They can be placed on the data carrier on site, e.g. by the patrolman, and the field line image can thus be read out.
  • the data carrier is genuine. If the field line image does not correspond to the photo, then there is a forgery.
  • Another advantage is that the new security feature can be hidden in the data carrier and only made visible through a flux detection film.
  • the detection cannot generally be carried out with a Flux detection film done.
  • Such structures can, however, with high-resolution X-ray microscopes, in particular with the scanning transmission X-ray microscopy, are made visible.
  • the size of the pattern deposited on the magnetic layer can thus also determine the type of subsequent detection and thus also the effort required to read out the data.
  • any pictorial or written security feature can be duplicated in the magnetic layer.
  • One advantage is that the new security feature has to be produced using a completely new process that is not available to counterfeiters.
  • the data carrier comprises one or more layers of polymers from the group consisting of polycarbonate, bisphenol A polycarbonate, carboxy-modified PC, polyester such as polyethylene terephthalate (PET), its derivatives such as glycol-modified PET (PETG), carboxy-modified PET, polyethylene naphthalate (PEN) , vinylic polymers such as polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PVB), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polyvinyl phenol (PVP), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyacrylonitrile butadiene styrene, polyamide, polyurethane, Polyurea, polyimide or thermoplastic elastomers (TPE), in particular thermoplastic polyurethane (TPU), acrylonitrile butadiene styrene copolymer (ABS).
  • polycarbonate bisphenol A polycarbonate
  • the layers preferably consist of PC, PET and/or PVC.
  • the polymers can be either filled or unfilled. In the latter case, they are preferably transparent or translucent. If the polymers are filled, they are opaque.
  • the above information relates both to films to be bonded together and to liquid formulations that are applied to a preliminary product, such as a protective coating or top coat.
  • the document is preferably produced from 3 to 12, preferably 4 to 10 substrate layers (foils), preferably using a lamination process in which the substrate layers are fused together under the action of pressure and heat.
  • the individual foils can consist of the same material or of different materials. Overlay layers formed in this way protect a security feature arranged underneath and/or give the document the required abrasion resistance.
  • Security documents within the scope of the present invention are, for example, identity cards, passports, ID cards, access control IDs, visas, tax stamps, tickets, driving licenses, vehicle documents, banknotes, checks, postage stamps, credit cards, any chip cards and adhesive labels (e.g. for product security).
  • security and/or value documents typically have at least one data carrier consisting of several layers including a printed layer and optionally a transparent cover layer.
  • the invention also relates to a method for producing such a data carrier, in which a magnetic layer, preferably a magnetically thin layer, is provided and the data to be stored in the magnetic layer in the form of magnetic structures are selected, then the data based on the data to be stored are selected magnetic structures in the magnetic layer are generated (written) by means of X-rays and/or without an external magnetic field and/or at room temperature, in particular at 21° C., the layers including the magnetic layer are stacked and the layers are then connected to form a layer composite, for example by means of lamination.
  • a magnetic layer preferably a magnetically thin layer
  • At least one of the layers is a layer with a light image and/or another layer is a layer with a hologram, and the selection of the data to be stored in the magnetic layer is based directly or indirectly on data of the light image and/or of the hologram.
  • figure 1 shows several layers 11, 12, 13, 14, 15, 16, which are connected to one another to form a composite body 30 by lamination.
  • the layers 11, 13, 14, 15 and 16 are made of a plastic material, preferably polycarbonate.
  • the layer 12 is a magnetic layer with three-dimensional magnetic structures 17 that are topologically protected. These magnetic structures 17 are skyrmions that were generated in the magnetic layer 12 by means of soft X-rays.
  • macroscopic patterns 26 can be generated, which figure 2 in the form of a magnetic image/pattern 26 of the document holder's facial contours.
  • These macroscopic patterns 26 of skyrmions 17 can be made visible using suitable means such as a magnetic detection foil.
  • the portrait of the document holder is stored on the data carrier 20 in the form of a photograph 25 and possibly also as a hologram 27, as is shown schematically in figure 2 shown.
  • the photograph 25 and hologram 27 are preferably in different layers 14, 15 or in several layers, and the portrait of the document holder shown in the photograph 25 is duplicated as a hologram 27 in another layer 14 of the data carrier 20.
  • the portrait is also stored in the form of the facial contours as a magnetic pattern 26 in the magnetic layer 12, i.e. the photograph 25 is duplicated twice in the data carrier 20 and is thus protected twice against forgery.
  • the data carrier 20 After the portrait of the document owner is stored in the data carrier 20 in the form of a photograph 25 in a first layer 15, in the form of a hologram 27 in a second layer 14 and in the form of a magnetic image 26 in the magnetic layer 12, the data carrier 20 has three Corresponding, physically different, security features produced using different processes and detectable using different methods/means, which can be compared with one another.
  • the magnetic layer 12 can be optically recognizable, i.e. in particular it can be covered by a transparent or translucent area 18 of the cover layer 11.
  • the visibility of the location of the magnetic layer 12 is desired if, for example, a patrol officer is to locate and check this security feature in the data carrier 20 .
  • the magnetic layer 12 is covered with an opaque layer, so that the position of the magnetic layer 12 cannot be found optically.
  • FIG 4 a further embodiment of the data carrier 20 according to the invention with a magnetic layer 12 with magnetic structures 17 which have microscopic geometric patterns 28 in the micrometer or nanometer range is shown schematically.
  • the area of the magnetic layer 12 is very small, for example only 1 mm 2 .
  • the microscopic magnetic patterns 28 created in the magnetic layer 12 are much smaller than 1000 micrometers, in particular between 100 nm and 800 micrometers in size.
  • the magnetic layer 12 is of a microscopic size, it can be integrated into the data carrier 20 in such a way that it is virtually invisible. This can be done, for example, by positioning the tiny magnetic layer 12 at the location of the federal eagle, for example, where it is difficult to perceive optically.
  • the cover layer 11 can be transparent.
  • the magnetic layer 12 of a microscopic size can of course also be covered by an opaque non-magnetic layer.
  • the disk 20 in figure 4 has a photograph 25 and printed data 29 next to the tiny magnetic layer 12 .
  • the printed data 29, the light image 25 and the magnetic layer 12 are each in a different layer in order to make counterfeiting even more difficult.
  • the printed data 29 or parts of the printed data 29 are stored in the magnetic layer 12 as magnetic patterns 28 in the nanometer or micrometer range. Thus, the printed data in the magnetic layer 12 is also duplicated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Datenträger (20) für ein Sicherheits- oder Wertdokument (32), der mehrere Schichten (11, 12, 13, 14, 15, 16) und Sicherheitsmerkmale (25, 26, 27, 28) aufweist, wobei wenigstens eine Schicht eine magnetische Schicht (12) ist, die Schichten (11, 12, 13, 14, 15, 16) einen Verbundkörper (30) bilden und die magnetische Schicht (12) dreidimensionale, topologisch geschützte magnetische Strukturen (17) aufweist, wobei die magnetischen Strukturen (17) Skyrmionen sind. (Hierzu Figur 1)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Datenträger für ein Sicherheits- oder Wertdokument, der aus mehreren Schichten besteht und ein magnetisches Sicherheitsmerkmal aufweist, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verfahren zur Überprüfung der Echtheit eines solchen Datenträgers.
  • Es ist bekannt, Datenträger für Sicherheits- oder Wertdokumente als kartenförmige Dokumente durch Lamination aus mehreren Schichten herzustellen.
  • Beispielsweise ist aus der EP 2 205 436 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers für ein Sicherheits- oder Wertdokument mit einer ersten und einer zweiten Polymerschicht aus Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A bekannt, und das Beschichten von Zwischenschichten mit einer Zubereitung enthaltend Lösemittel und ein Polycarbonat, Auflegen einer zweiten Schicht und Laminieren des Schichtpakets.
  • Datenträger werden zum Schutz gegen Manipulationen mit Sicherheitsmerkmalen ausgerüstet. Das können traditionelle und bewährte Sicherheitsmerkmale sein, etwa Guillochen - zunehmend auch Hightech-Lösungen, etwa optisch variable und maschinell lesbare Elemente.
  • Sicherheitsmerkmale werden, wie bei ID-Karten, auf unterschiedlichen Ebenen und Schichten in die Produkte integriert, so dass sie sich gegenseitig ergänzen und die Sicherheit erhöhen können.
  • Nachdem Sicherheitsdokumente häufig durch Manipulationen an den Lichtbildern, beispielsweise durch Überdrucken, gefälscht werden, werden Lichtbilder mit zusätzlichen Sicherheitsmerkmalen ausgerüstet oder die Daten des Lichtbilds in einem weiteren Sicherheitsmerkmal wie einem elektronischen Chip oder einem Hologramm dupliziert.
  • Die Chips werden jedoch von den Fälschern häufig zerstört oder unlesbar gemacht, so dass die Echtheit des Lichtbilds oder anderer Daten auf dem Datenträger nicht über die elektronische Komponente nachgewiesen werden kann.
  • Wünschenswert wäre es deshalb, wenn Datenträger mit Lichtbildern auf Echtheit überprüft werden könnten, ohne dass hierzu auf im Chip gespeicherte Daten zugegriffen werden muss.
  • Grundsätzlich sind Sicherheitsmerkmale besonders sicher, wenn sie durch andere vorzugsweise komplexe Herstellungsverfahren dupliziert oder vervielfacht werden, da die Fälscher dann einen besonders hohen Aufwand für die Erstellung der Fälschung mit dem duplizierten Sicherheitsmerkmal betreiben müssen. Zudem wird die Herstellung von Fälschungen besonders erschwert, wenn das zusätzliche Sicherheitsmerkmal auch nur unter sehr großem Aufwand herstellbar ist.
  • Die DE 10 318 103 A1 betrifft Sicherheitsdokumente mit einem Sicherheitsmerkmal, das durch einen magnetooptischen Speicherbereich aus einem mittels eines Lasers über die Curie-Temperatur erhitzten ferromagnetischen Material (wie Terbium-Eisen-Kobalt bei etwa 270 °C) gebildet ist.
  • Auf magnetischen Skyrmionen basierende programmierbare Hardware ist von Maohammad Nazmus Sakib et al. in "Spintronics XIII. International Society of Optics and Photonics", 2020, S. 114703D, beschrieben. Die Herstellung von Skyrmionen ohne externes Magnetfeld ist von Yao Guang et al. in "Nature Communications (2020) 11:949" beschrieben.
  • Es wäre weiterhin wünschenswert, wenn ein weiteres Sicherheitsmerkmal in Form eines Klasse-1-Merkmals bereitgestellt werden könnte, so dass es beispielweise von einem Streifenpolizisten ggf. unter Zuhilfenahme von einfachen Hilfsmitteln erkannt werden kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Datenträger für Sicherheits- oder Wertdokumente mit Sicherheitsmerkmalen anzugeben, die gegen Manipulationen gesichert sind und sich auch zur Duplizierung von Sicherheitsmerkmalen eignen, ein Verfahren zur Herstellung solcher Datenträger bereitzustellen und ein Verfahren zur Überprüfung der Echtheit solcher Datenträger anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1, 13 und 14 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Datenträger weist mehrere miteinander zu einem Verbundkörper verbundene Schichten auf, wobei wenigstens eine Schicht eine magnetische Schicht ist und die magnetische Schicht dreidimensionale, topologisch geschützte magnetische Strukturen aufweist.
  • Diese magnetischen Strukturen sind Skyrmionen. Skyrmionen sind hochpräzise etwa 100 nm kleine dreidimensionale Strukturen, nämlich Licht-Materie-Wechselwirkungen mit magnetischen Strukturen, die in ihrer Form unveränderlich sind und zur magnetischen Bildgebung eingesetzt werden können.
  • Skyrmionen verhalten sich wie Teilchen bzw. Quasiteilchen endlicher Masse und treten in magnetischen dünnen Schichten auf.
  • Erfindungsgemäß lassen sich die Skyrmionen mittels weicher Röntgenstrahlung, insbesondere ohne äußeres Magnetfeld und/oder bei Raumtemperatur, insbesondere bei 21° C, erzeugen.
  • Skyrmionen lassen sich mittels weicher Röntgenstrahlung in magnetisch dünnen Schichten erzeugen. Infolge der hohen räumlichen Auflösung der weichen Röntgenstrahlen, der kurzen Wellenlänge von wenigen Nanometern und dem röntgenmagnetischen zirkularen Dichroismus, werden weiche Röntgenstrahlen für die magnetische Bildgebung verwendet. Mit weichen Röntgenstrahlen konnten einzelne Skyrmionen in einer Größe von 100 nm ohne externes Magnetfeld und bei Raumtemperatur erzeugt werden (Yoa Guang et. al. in "Nature Communications" (2020) 11:949).
  • Durch Bewegung des Röntgenstrahls über die magnetisch dünne Schicht können Skyrmionen in die magnetische Schicht geschrieben und so geometrische Muster erzeugt werden, vgl. Max-Planck-Institut für intelligente Systeme "Glücksfall im Forschungsfeld Magnetismus", 21. April 2020, https://is.mpg.de/de/news/serendipity-in-the-research-field-of-magnetism.
  • Durch Aneinanderreihung dieser magnetischen Strukturen ist es somit möglich, geometrische Muster in der magnetischen Schicht, beispielsweis in Form von Punkten, Linien, Flächenabschnitten, Symbolen, Buchstaben, Zahlen oder Bildern zu erzeugen.
  • Grundsätzlich können die geometrischen Muster sowohl makroskopische Muster als auch mikroskopische Muster sein. Makroskopische Muster können mit einfachen Mitteln wie beispielsweise Detektionsfolien sichtbar gemacht werden.
  • Mikroskopische Muster hingegen können nur mit speziellen aufwändigen Detektionsvorrichtungen wie beispielsweise Röntgenmikroskopen sichtbar gemacht werden.
  • Die Erfindung eröffnet somit je nach Einsatzzweck sowohl die Möglichkeit einer einfachen Detektion eines makroskopischen magnetischen Bildes als auch einer aufwändigen Detektion eines mikroskopischen magnetischen Bildes, insbesondere im Mikrometer- oder Nanometerbereich.
  • Die magnetischen Strukturen bzw. Skyrmionen können ein eigenständiges, von den anderen Sicherheitsmerkmalen unabhängiges Sicherheitsmerkmal bilden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, andere Sicherheitsmerkmale des Sicherheitsdokuments in der magnetischen Schicht in Form der magnetischen Strukturen zu duplizieren. Somit kann bei der Echtheitsüberprüfung das eine Sicherheitsmerkmal gegen das in der magnetischen Struktur duplizierte Sicherheitsmerkmal abgeglichen und so ggf. eine Fälschung festgestellt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Variante weist der Datenträger ein Lichtbild und/oder ein Hologramm auf und das Lichtbild ist zusätzlich durch das magnetische Bild/Muster aus den magnetischen Strukturen abgesichert.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Variante weist der Datenträger zusätzlich ein Hologramm auf, das das Lichtbild dupliziert, so dass Lichtbild, Hologramm und magnetisches Bild gegeneinander abgeglichen werden können und das Lichtbild sozusagen zweimal dupliziert ist.
  • Das magnetische Bild/Muster kann in derselben oder einer anderen Substratschicht als das Lichtbild und/oder das Hologramm angeordnet sein.
  • Somit kann auf dem Datenträger zusätzlich zu dem Lichtbild und/oder dem Hologramm als weiteres Bild ein magnetisches Bild des Lichtbilds und/oder des Hologramms aufgebracht sein.
  • Neben dem Lichtbild können in dem Datenträger in den magnetischen Strukturen auch andere personenbezogene Daten, andere Daten wie Name, Geburtsdatum, Ausstellungsdatum, ausstellende Behörde, Dokumentennummer, Hoheitssymbole etc. oder Teile derselben dupliziert werden.
  • Auch wenn die magnetische Schicht topologisch geschützt ist, weist sie vorzugsweise wenigstens eine Deckschicht auf. Die Deckschicht kann aus Kunststoff wie beispielsweise Polycarbonat sein, aber auch aus einem Lack.
  • Die oberhalb der magnetischen Schicht befindliche Deckschicht oder Schichten dürfen nicht magnetisch sein. Ihre Schichtdicke muss so gering sein, dass eine Detektion des magnetischen Musters/Bildes in der magnetischen Schicht an der Sichtseite des Datenträgers durch die Deckschicht mit den jeweiligen Detektionsmitteln möglich ist.
  • Die Dicke der Deckschicht oberhalb der magnetischen Schicht beträgt vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, und besonders bevorzugt zwischen 0,08 mm und 0,12 mm.
  • Der Bereich der Deckschicht oberhalb der magnetischen Schicht kann transparent, translucent oder auch opak sein.
  • Die Dicke der magnetischen Schicht sollte kleiner als die Schichtdicke der Deckschicht sein, so dass sich die Form der magnetischen Schicht nicht nach außen abzeichnet. Vorzugsweise ist die magnetische Schicht eine magnetische dünne Schicht. Die Schichtdicke der magnetischen Schicht sollte zwischen 0,02 mm und 0,20 mm betragen.
  • Die Fläche der magnetischen Schicht kann je nach Einsatzzweck (mikroskopisches oder makroskopisches magnetisches Bild/Muster) unterschiedlich sein. Die Fläche der magnetischen Schicht kann beispielsweise die gesamte Kartenfläche umfassen.
  • Vorzugsweise ist die magnetische Schicht vollständig von den umgebenden Schichten, der Deckschicht und der unterhalb der magnetischen Schicht befindlichen Schicht, umgeben.
  • Damit die Schichten des Datenträgers zu einem Verbund unter Druck und Temperaturerhöhung laminiert werden können, sollten wenigstens einige der Schichten des Datenträgers aus Kunststoff wie beispielsweise Polycarbonat sein.
  • Das makroskopische magnetische Bild lässt sich mit einer magnetischen Detektionsvorrichtung wie beispielsweise einer Flux-Detektionsfolie auf einfache Weise analysieren. Eine Flux-Detektionsfolie ist eine spezielle Folie mit eingeschlossenen Eisen- oder Nickelteilchen, die den magnetischen Fluss sichtbar macht. Solche Flux-Detektionsfolien lassen sich für die Detektion von Feldlinienbildern mit größeren magnetisierten Bereichen einsetzen. Durch verschiedene punktförmig angeordnete magnetische "Häufchen" kann sich auf der Flux-Detektionsfolie beispielsweise das magnetische Bild von Gesichtskonturen abbilden.
  • Flux-Detektionsfolien sind einfach handhabbar und flexibel, so dass sie beispielsweise auf den Datenträger aufgelegt werden können. Sie können vor Ort z.B. von dem Streifenpolizisten auf den Datenträger aufgelegt und somit das Feldlinienbild ausgelesen werden.
  • Entspricht das mit der Flux-Detektionsfolie detektierte Feldlinienbild dem Lichtbild und/oder dem Hologramm, dann ist der Datenträger echt. Entspricht das Feldlinienbild nicht dem Lichtbild, so liegt eine Fälschung vor.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass das neue Sicherheitsmerkmal in dem Datenträger verborgen und erst durch eine Flux-Detektionsfolie sichtbar gemacht werden kann.
  • In der weiteren bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung mit den in der magnetischen Schicht gespeicherten mikroskopischen Skyrmionenanordnungen im Nanometer- oder Mikrometerbereich, in der in solchen kleinsten dreidimensionalen Strukturen persönliche Daten des Dokumentinhabers, oder auch andere Daten hinterlegt sind, kann die Detektion im Allgemeinen nicht mit einer Flux-Detektionsfolie erfolgen. Solche Strukturen können jedoch mit hochauflösenden Röntgenmikroskopen, insbesondere mit der Rastertransmissions-Röntgenmikroskopie, sichtbar gemacht werden.
  • Somit kann durch die Größe des auf der magnetischen Schicht hinterlegten Musters auch die Art der späteren Detektion und damit auch der mit dem Auslesen der Daten erforderliche Aufwand mitbestimmt werden.
  • Grundsätzlich kann jedes bildliche oder schriftartige Sicherheitsmerkmal in der magnetischen Schicht dupliziert werden. Ein Vorteil ist, dass das neue Sicherheitsmerkmal über ein komplett neues Verfahren hergestellt werden muss, das den Fälschern so nicht zur Verfügung steht.
  • Der Datenträger umfasst eine oder mehrere Schichten aus Polymeren aus der Gruppe Polycarbonat, Bisphenol-A-Polycarbonat, Carboxy-modifiziertem PC, Polyester wie Polyethylenterephthalat (PET), dessen Derivaten wie glykolmodifiziertem PET (PETG), Carboxy-modifiziertem PET, Polyethylennaphthalat (PEN), vinylischen Polymeren wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyacrylnitrilbutadienstyrol, Polyamid, Polyurethan, Polyharnstoff, Polyimid oder thermoplastischen Elastomeren (TPE), insbesondere thermoplastischem Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS). In diesen Schichten können neben der magnetischen Schicht auch andere Schichten aus Papier und/oder Pappe und/oder Glas und/oder Keramik und/oder Metall, aber auch RFID-Chips oder elektronische Elemente einlaminiert sein.
  • Bevorzugt bestehen die Schichten aus PC, PET und/oder PVC. Die Polymere können entweder gefüllt oder ungefüllt vorliegen. Im letzteren Falle sind sie vorzugsweise transparent oder translucent. Falls die Polymere gefüllt sind, sind sie opak. Die vorstehenden Angaben beziehen sich sowohl auf miteinander zu verbindende Folien als auch auf Flüssigformulierungen, die auf ein Vorprodukt aufgebracht werden, wie einen Schutz- oder Decklack. Bevorzugt wird das Dokument aus 3 bis 12, vorzugsweise 4 bis 10 Substratschichten (Folien), hergestellt, vorzugsweise mit einem Laminierverfahren, bei dem die Substratschichten unter Druck- und Wärmeeinwirkung miteinander verschmolzen werden. Die einzelnen Folien können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Derart gebildete Overlaylagen schützen ein darunter angeordnetes Sicherheitsmerkmal und/oder verleihen dem Dokument die erforderliche Abriebfestigkeit.
  • Sicherheitsdokumente im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Personalausweise, Reisepässe, ID-Karten, Zugangskontrollausweise, Visa, Steuerzeichen, Tickets, Führerscheine, Kraftfahrzeugpapiere, Banknoten, Schecks, Postwertzeichen, Kreditkarten, beliebige Chipkarten und Haftetiketten (z.B. zur Produktsicherung). Solche Sicherheits- und/oder Wertdokumente weisen typischerweise zumindest einen Datenträger bestehend aus mehreren Schichten einschließlich einer Druckschicht und optional einer transparenten Deckschicht auf.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Datenträgers, bei dem eine magnetische Schicht, vorzugsweise eine magnetisch dünne Schicht, bereitgestellt und die in der magnetischen Schicht in Form von magnetischen Strukturen zu speichernden Daten ausgewählt werden, anschließend die auf den zu speichernden Daten beruhenden magnetischen Strukturen in der magnetischen Schicht mittels Röntgenstrahlung und/oder ohne externes Magnetfeld und/oder bei Raumtemperatur, insbesondere bei 21° C, erzeugt (geschrieben) werden, die Schichten einschließlich der magnetischen Schicht gestapelt und die Schichten anschließend zu einem Schichtverbund verbunden werden, beispielsweise mittels Lamination.
  • In einer bevorzugten Variante ist wenigstens eine der Schichten eine Schicht mit einem Lichtbild und/oder eine (andere) Schicht eine Schicht mit einem Hologramm, und die Auswahl der in der magnetischen Schicht zu speichernden Daten beruht unmittelbar oder mittelbar auf Daten des Lichtbilds und/oder des Hologramms.
  • Da die Herstellung von makroskopischen geometrischen Mustern oder geometrischen Mustern im Nano- oder Mikrometerbereich in magnetischen Schichten mittels weicher Röntgenstrahlung sehr aufwändig und komplex ist, sind solche Sicherheitsmerkmale schwer zu fälschen.
  • Eine Fälschung dieser Sicherheitsmerkmale wird zudem erschwert, wenn diese andere Sicherheitsmerkmale oder Daten duplizieren.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
    • Figur 1 einen Schnitt durch einen Datenträger mit mehreren Schichten und mit einem makroskopischen Muster in der magnetischen Schicht mit Skyrmionen,
    • Figur 2 die Draufsicht auf den Datenträger aus Figur 1,
    • Figur 3 einen Schnitt durch die magnetische Schicht mit den magnetischen Strukturen/Skyrmionen und
    • Figur 4 eine weitere Ausführungsform eines Datenträgers mit mikroskopischen Mustern im Mikro- oder Nanometerbereich.
  • Figur 1 zeigt mehrere Schichten 11, 12, 13, 14, 15, 16, die miteinander zu einem Verbundkörper 30 durch Lamination verbunden sind. Die Schichten 11, 13, 14, 15 und 16 sind aus einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus Polycarbonat. Die Schicht 12 ist eine magnetische Schicht mit dreidimensionalen magnetischen Strukturen 17, die topologisch geschützt sind. Diese magnetischen Strukturen 17 sind Skyrmionen, die mittels weicher Röntgenstrahlung in der magnetischen Schicht 12 erzeugt wurden.
  • Durch eine Aneinanderreihung vieler dieser magnetischen Strukturen bzw. Skyrmionen 17 lassen sich makroskopische Muster 26 erzeugen, die in Figur 2 in Form eines magnetischen Bildes/Musters 26 der Gesichtskonturen des Dokumenteninhabers dargestellt sind.
  • Diese makroskopischen Muster 26 aus Skyrmionen 17 lassen sich mit geeigneten Mitteln wie einer magnetischen Detektionsfolie sichtbar machen.
  • Im Allgemeinen ist auf dem Datenträger 20 das Portrait des Dokumenteninhabers in Form eines Lichtbilds 25 und ggf. auch als Hologramm 27 hinterlegt, wie schematisch in Figur 2 gezeigt. Um Fälschungen zu erschweren, befinden sind Lichtbild 25 und Hologramm 27 vorzugsweise in unterschiedlichen Schichten 14, 15 oder in mehreren Schichten, und das in dem Lichtbild 25 dargestellte Portrait des Dokumenteninhabers wird als Hologramm 27 in einer anderen Schicht 14 des Datenträgers 20 dupliziert.
  • In der magnetischen Schicht 12 ist das Portrait in dieser Ausführungsform auch in Form der Gesichtskonturen als magnetisches Muster 26 gespeichert, d.h. das Lichtbild 25 ist in dem Datenträger 20 zweimal dupliziert und so gegen Fälschungen zweifach gesichert.
  • Nachdem in dem Datenträger 20 das Portrait des Dokumenteninhabers in Form eines Lichtbildes 25 in einer ersten Schicht 15, in Form eines Hologramms 27 in einer zweiten Schicht 14 und in Form eines magnetischen Bildes 26 in der magnetischen Schicht 12 hinterlegt ist, weist der Datenträger 20 drei miteinander korrespondierende, physikalisch unterschiedliche, mit unterschiedlichen Verfahren hergestellte und mit unterschiedlichen Methoden/Mitteln detektierbare Sicherheitsmerkmale auf, die miteinander abgeglichen werden können.
  • Grundsätzlich kann die magnetische Schicht 12 optisch erkennbar sein, d.h. insbesondere von einem transparenten oder translucenten Bereich 18 der Deckschicht 11 abgedeckt sein. Die Sichtbarkeit des Ortes der magnetischen Schicht 12 ist gewünscht, wenn beispielsweise ein Streifenpolizist dieses Sicherheitsmerkmal in dem Datenträger 20 auffinden und prüfen soll.
  • In einer weiteren Variante ist die magnetische Schicht 12 mit einer opaken Schicht abgedeckt, so dass die Position der magnetischen Schicht 12 optisch nicht aufgefunden werden kann.
  • Nachdem die Herstellung der magnetischen Strukturen 17 in den magnetischen Schichten 12 mit weicher Röntgenstrahlung zudem sehr aufwändig ist und eine Fälschung darüber hinaus durch die ein- oder zweifache Duplizierung des Portraits weiter erschwert wird, müssen etwaige Fälscher zur Erzeugung einer Fälschung einen immensen multiplen Aufwand betreiben.
  • In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenträgers 20 mit einer magnetischen Schicht 12 mit magnetischen Strukturen 17, die mikroskopische geometrische Muster 28 im Mikro- oder Nanometerbereich aufweisen, schematisch dargestellt. Die Fläche der magnetischen Schicht 12 ist in diesem Fall sehr klein, beispielsweise nur 1 mm2.
  • Sie können nur mit sehr aufwändigen Detektionsvorrichtungen wie beispielsweise einem Röntgenmikroskop sichtbar gemacht werden.
  • Die in der magnetischen Schicht 12 erzeugten mikroskopischen magnetischen Muster 28 sind weitaus kleiner als 1000 Mikrometer, insbesondere zwischen 100 nm und 800 Mikrometer groß.
  • Ist die magnetische Schicht 12 von mikroskopischer Größe, so kann sie in den Datenträger 20 so integriert werden, dass sie quasi unsichtbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die winzige magnetische Schicht 12 beispielsweise am Ort des Bundesadlers positioniert ist, wo sie optisch schwer wahrgenommen werden kann. In einer solchen Variante kann die Deckschicht 11 transparent sein.
  • Zudem kann auch die magnetische Schicht 12 in mikroskopischer Größe selbstverständlich von einer opaken nicht magnetischen Schicht abgedeckt werden.
  • Der Datenträger 20 in Figur 4 weist neben der winzigen magnetischen Schicht 12 ein Lichtbild 25 und gedruckte Daten 29 auf. In Figur 4 befinden sich die gedruckten Daten 29, das Lichtbild 25 und die magnetische Schicht 12 jeweils in einer anderen Schicht, um eine Fälschung zusätzlich zu erschweren.
  • Die gedruckten Daten 29 oder Teile der gedruckten Daten 29 sind in der magnetischen Schicht 12 als magnetische Muster 28 im Nano- oder Mikrometerbereich gespeichert. Somit sind auch die gedruckten Daten in der magnetischen Schicht 12 dupliziert.
  • Somit wird ermöglicht, auf mikroskopischer, quasi unsichtbarer Fläche Echtheitsmerkmale oder wiederholte Daten des Sicherheitsdokuments darzustellen. Bezugszeichenliste
    11. (Deck)Schicht 33
    12. magnetische Schicht 34
    13. Schicht 35
    14. Schicht 36
    15. Schicht 37
    16. Schicht 38
    17. magnetische Strukturen, Skyrmionen 39
    18. Bereich oberhalb 17 40
    19. 41
    20. Datenträger 42
    21. Sichtseite 43
    22. 44
    23. 45
    24. 46
    25. Lichtbild 47
    26. magnetisches Bild/Muster 48
    (makroskopisch)
    27. Hologramm 49
    28. magnetisches Bild /Muster (mikroskopisch, Mikro-/Nanobereich) 50
    29. gedruckte Daten 51
    30. Verbundkörper 52
    31. 53
    32. Sicherheits- oder Wertdokument 54

Claims (15)

  1. Datenträger (20) für ein Sicherheits- oder Wertdokument (32), der mehrere Schichten (11, 12, 13, 14, 15, 16) und Sicherheitsmerkmale (25, 26, 27, 28) aufweist, wobei wenigstens eine Schicht eine magnetische Schicht (12) ist, die Schichten (11, 12, 13, 14, 15, 16) einen Verbundkörper (30) bilden und die magnetische Schicht (12) dreidimensionale, topologisch geschützte magnetische Strukturen (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Strukturen (17) Skyrmionen sind.
  2. Datenträger (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Skyrmionen mittels weicher Röntgenstrahlung und insbesondere ohne äußeres Magnetfeld erzeugt sind und/oder bei Raumtemperatur, insbesondere bei 21° C.
  3. Datenträger (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Strukturen (17) geometrische Muster (26, 28), insbesondere in Form von Punkten, Linien, Flächenabschnitten, Symbolen, Buchstaben, Zahlen, Bildern ausbilden und die geometrischen Muster (26, 28), insbesondere makroskopische Muster (26) oder mikroskopische Muster (28), insbesondere im Mikro- oder Nanometerbereich, sind.
  4. Datenträger (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Strukturen (17) wenigstens ein Sicherheitsmerkmal (26, 28) bilden und/oder, dass die magnetischen Strukturen (17) Sicherheitsmerkmale (25, 27) des Datenträgers (20) duplizieren.
  5. Datenträger (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger (20) als weiteres Sicherheitsmerkmal ein Lichtbild (25) und/oder ein Hologramm (27) umfasst und die magnetischen Strukturen (17) das Lichtbild (25) und/oder das Hologramm (27) dupliziert.
  6. Datenträger (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger (20) personenbezogene Daten und/oder andere Daten und/oder Hoheitssymbole umfasst und diese oder Teile derselben durch die magnetischen Strukturen (17) dupliziert werden.
  7. Datenträger (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die magnetische Schicht (12) zumindest eine Deckschicht (11), insbesondere aus Kunststoff oder Lack, aufgebracht ist.
  8. Datenträger (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Deckschicht (11) oberhalb der magnetischen Schicht (12) zwischen 0,05 mm und 0,20 mm und vorzugsweise zwischen 0,08 mm und 0,12 mm beträgt.
  9. Datenträger (20) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oberhalb der magnetischen Schicht (12) befindliche Bereich der Deckschicht (11) transparent, translucent oder opak ist.
  10. Datenträger (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Schicht (17) vollständig von den umgebenden Schichten (11, 13) umschlossen ist und/oder dass die magnetische Schicht (12) eine magnetisch dünne Schicht ist und/oder die Schichtdicke der magnetischen Schicht (12) zwischen 0,02 mm und 0,20 mm beträgt.
  11. Datenträger (20) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der magnetischen Schicht (12) kleiner als die Dicke der Deckschicht (11) ist.
  12. Datenträger (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder mehrere Schichten (11, 13, 14, 15, 16) aus Polymeren aus der Gruppe Polycarbonat, Bisphenol-A-Polycarbonat, Carboxy-modifiziertem PC, Polyester wie Polyethylenterephthalat (PET), dessen Derivaten wie glykolmodifiziertem PET (PETG), Carboxy-modifiziertem PET, Polyethylennaphthalat (PEN), vinylischen Polymeren wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyacrylnitrilbutadienstyrol, Polyamid, Polyurethan, Polyharnstoff, Polyimid oder thermoplastischen Elastomeren (TPE), insbesondere thermoplastischem Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) sind.
  13. Verfahren zur Überprüfung der magnetischen Strukturen (17) in der magnetischen Schicht eines Datenträgers (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung der magnetischen Strukturen (17) in dem magnetischen Bild (26, 28) mittels einer magnetischen Detektionsfolie oder mittels eines Röntgenmikroskops erfolgt.
  14. Verfahren zur Herstellung von Datenträger (20) für Sicherheits- oder Wertdokumente (32) aus mehreren Schichten (11, 12, 13, 14, 15, 16), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    Bereitstellen einer magnetischen Schicht (12),
    Auswahl der in der magnetischen Schicht (12) zu speichernden Daten,
    Erzeugung der auf den zu speichernden Daten beruhenden magnetischen Strukturen (17) in der magnetischen Schicht (12), mittels weicher Röntgenstrahlung, und insbesondere ohne externes Magnetfeld und/oder bei Raumtemperatur, insbesondere bei 21 °C,
    Stapeln der Schichten (11, 13, 14, 15, 16) und der magnetischen Schicht (12) zu einem Stapel,
    Verbinden der Schichten (11, 12, 13, 14, 15, 16) zu einem Schichtverbund.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schicht (14) mit einem Lichtbild (25) und/oder Hologramm (27) bereitgestellt wird und die Auswahl der in der magnetischen Schicht (12) zu speichernden Daten unmittelbar oder mittelbar auf Daten des Lichtbilds (25) und/oder des Hologramms (27) beruht.
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